Galaktika: definīcija, veidi un nozīme Visumā

Galaktika ir liela zvaigžņu, gāzes, putekļu un tumšās vielas sistēma, kuras komponenti savstarpēji iedarbojas gravitācijas spēkos. Nosaukums "galaktika" ir atvasināts no grieķu vārda "galaxia", kas nozīmē pienains - atsauce uz mūsu pašu galaktiku, Piena ceļu.

Kas tur kopā galaktiku?

Gravitācija ir galvenā spēka forma, kas satur kopā galaktiku, pārvarot Visuma plašākas izplešanās tendences. Lai gan Visums kopumā izplešas, šī izplešanās notiek galaktiku grupu un klasteru starpā, nevis galaktiku iekšienē. Gravitāciju rada galaktikā vai galaktiku grupā esošā matērija un enerģija; viss galaktikā pārvietojas ap kopējo masascentru, un tas redzams gan zvaigžņu orbītās, gan gāzes plūsmās.

Galaktiku uzbūve

Disku un spirāles rokas — daudzas spirālveida galaktikas ir plakanas un satur koncentrētus spirāles zvaigžņu un gāzes laukus.
Bulgs (serdes daļa) — centrāla, blīvā zvaigžņu zona, kas nereti satur supermasīvu melno caurumu.
Halo — reti sastopamas zvaigznes, globulārie kopas un tumšā viela, kas aptver galaktiku.
Zvaigžņu dzimšanas reģioni — gāzes mākoņi un miglāji, kuros veidojas jaunas zvaigznes.

Galaktiku veidi

Galaktikas klasificē pēc formas un struktūras. Biežāk sastopamie tipus var aprakstīt šādi:

Eliptiskās — no sfēriskām līdz ļoti plakaniem objektiem ar nelielu jauno zvaigžņu daudzumu.
Spirālveida — plati diski ar skaidri izteiktām spirālēm; var būt ar vai bez centrālajām svītrām (barām).
Lēcveida — starp eliptiskajām un spirālveida, ar gludu disku un maz izteiktu spirālveidu.
Neregulāras — bez skaidras formas, bieži cēlonis ir pagātnes sadursmes vai traucējumi.

Veidošanās un evolūcija

Galaktikas veidojās no mazām gāzes un tumšās vielas blīvuma nelīdzenumiem agrīnajā Visumā. Pēc tam tās aug, apvienojoties un saplūstot ar citām galaktikām — process, kas joprojām turpinās. Mijiedarbības un sadursmes var izjaukt struktūru, izraisīt lielu zvaigžņu veidošanos uzliesmojumus vai izveidot eliptiskas galaktikas no iepriekšējiem spirālajiem diskus.

Mērogi, masa un centrālie objekti

Galaktiku izmēri svārstās no vairākiem tūkstošiem līdz simtiem tūkstošu gaismas gadu diametrā.
Masa var būt no miljonu līdz triljonu reižu lielāka par Saules masu.
Lielākajās galaktikās centrā parasti atrodas supermasīvs melnais caurums, kas sver miljonus vai miljardus Saules masu un ietekmē apkārtējo gāzi un zvaigžņu kustību.

Kur galaktikas atrodas Visumā?

Galaktikas nav vienmērīgi izkliedētas — tās veido lielas struktūras: pārus, grupas (piemēram, mūsu vietējo grupu), klasterus un vēl lielākas sienas un tīklojumu pazemes, ko dēvē par kosmisko tīklu. Novērojamajā Visumā ir vairāk nekā 2 triljoni (10 ¹²) galaktiku, un kopējais zvaigžņu skaits tiek lēsts aptuveni kā 1×10 ²⁴ zvaigznes — vairāk nekā smilšu graudiņu uz Zemes.

Kā mēs pētām galaktikas?

Astrofiziķi izmanto dažādus teleskopus (optiskos, radioteleskopus, infrasarkanos un rentgena) un spektroskopiju, lai noteiktu galaktiku krāsu, ķīmisko sastāvu, kustību un attālumu. Sarkanā nobīde un kosmiskās mikroviļņu fona novērojumi palīdz rekonstruēt galaktiku izcelsmi un Visuma evolūciju.

Nozīme Visumā un cilvēcei

Galaktikas ir Visuma pamatelementi, kur notiek zvaigžņu un planētu veidošanās, smagāku ķīmisko elementu sintēze zvaigžņu kodolreakcijās un daudzo astrofizisko procesu izpēte. Bez galaktikām nebūtu planētu vai apstākļu, kuros varētu attīstīties dzīvība. Tās arī kalpo kā kosmoloģijas laboratorijas — to izplatība, evolūcija un mijiedarbības sniedz svarīgas liecības par Visuma struktūru, saturu un likumiem.

Nākotne

Galaktiku nākotne ietver turpmākas saplūšanas un mijiedarbības. Piemēram, mūsu Piena ceļš un Andromedas galaktika agrāk vai vēlāk saplūdīs. Tāpat kosmiskās izplešanās un tumšās enerģijas ietekmē lielo mērogu attīstību. Ilgtermiņā galaktikas var kļūt arvien mierīgākas, kad zvaigžņu veidošanās samazinās — tas ir viens no scenārijiem, kas saistīts ar Visuma ilgtermiņa evolūciju.

Pinvheel galaktika ir spirālveida galaktika.

Apraksts

Ir dažāda lieluma galaktikas. Tipiskas galaktikas ir no pundurgalvēm ar tikai desmit miljoniem (10 ⁷) zvaigžņu līdz pat milznīšiem ar simtiem triljonu (10 ¹⁴) zvaigžņu, kas riņķo ap galaktikas masas centru. Galaktikās var būt daudzas daudzu zvaigžņu sistēmas, zvaigžņu kopas un dažādi starpzvaigžņu mākoņi. Saule ir viena no Piena Ceļa galaktikas zvaigznēm; Saules sistēmā ietilpst Zeme un visi pārējie objekti, kas riņķo ap Sauli.

Zvaigžņu kopas nav galaktikas, tās atrodas galaktiku iekšienē. Lodveida kopas ir sfēriskas formas zvaigžņu kopas, kas ir daļa no Piena Ceļa ārējā oreola. Vienā no lielākajiem (un vecākajiem) zināmajiem zvaigžņu kopām, Messier 15, ir vairāki miljoni zvaigžņu, kas ir cieši saspiestas kopā, un tās centrā atrodas melnais caurums. Zvaigznes ir pārāk blīvi sakopotas, lai varētu precīzi saskaitīt, taču tajā noteikti ir vairāk zvaigžņu nekā dažās mazākās galaktikās.

Galaktiku kopās galaktikas pārvietojas attiecībā pret citām galaktikām. Tās var sadurties un saduras. Kad tas notiek, zvaigznes parasti pārvietojas viena garām otrai, bet gāzu mākoņi un putekļi mijiedarbojas un var veidot jaunu zvaigžņu sprādzienus. Gravitācija abas galaktikas ievelk nedaudz jaunās formās, veidojot joslas, gredzenus vai astēm līdzīgas struktūras.

Daudzās galaktikās turpina veidoties jaunas zvaigžņu paaudzes. Piena ceļš un visas tam līdzīgās spirālveida galaktikas (skatīt NGC 2997 attēlu labajā pusē) rada jaunas zvaigznes ar ātrumu viena vai divas zvaigznes gadā. Šī zvaigžņu veidošanās notiek milzīgos starpzvaigžņu mākoņos, kas veido aptuveni 1 % līdz 10 % no šo galaktiku masas. Savukārt lodveida zvaigžņu kopās pašlaik zvaigznes neveidojas, jo šī darbība notika pirms miljardiem gadu un pēc tam, kad visi gāzes un putekļu mākoņi bija izsmelti, apstājās.

Astronomiskajā literatūrā vārds "Galaktika" ar lielo G tiek lietots, lai apzīmētu mūsu galaktiku - Piena Ceļu. Miljardiem citu galaktiku tiek rakstītas kā "galaktikas" ar mazo burtu g. Termins "Piena ceļš" pirmo reizi angļu valodā parādījās Čosera dzejolī.

"Redziet, lūk, galaktiku, kas
klāj Pienainā Veja,
jo tā ir trāpījums."

Kad Viljams Heršels sarakstīja savu dziļo debess objektu katalogu, viņš lietoja nosaukumu spirālveida miglājs tādiem objektiem kā Andromēdas galaktika. Divsimt gadus vēlāk astronomi atklāja, ka tās ir veidotas no zvaigznēm, tāpat kā Piena ceļš, tāpēc terminu "miglāja" tagad lieto tikai attiecībā uz izkliedētām struktūrām galaktikā.

NGC 2997, spirālveida galaktika Antilas zvaigznājā, rada jaunas zvaigznes ar ātrumu 1 vai 2 zvaigznes gadā.

Veidi

Pastāv divi galvenie galaktiku veidi - spirālveida galaktikas un eliptiskās galaktikas. Tās klasificē pēc Hubeļa secības.

Spirālveida galaktika

Spirālveida galaktika ir galaktika, kurai ir spirāles forma. Lielākā daļa astronomu novēroto galaktiku Visumā ir spirālveida galaktikas (aptuveni 77 %).

Tie ir sadalīti divās daļās:

Spirālveida galaktika (klasificēta kā "SB")
Neaizsprostota spirālveida galaktika (klasificēta kā "SA")

NGC 1300 un NGC 1672 ir spirālveida galaktiku piemēri. Virpuļgalaktika un Mesjē 81 ir nesaraustītu spirālveida galaktiku piemēri.

Spirālveida galaktikas raksturīgās pazīmes ir diska rotācijas forma, spirālveida izliekumi un izliekums galaktikas kodolā. Spirālveida atzari ir vieta, kur dzimst jaunas karstas zvaigznes. Galaktikas kodola "izspiedumā" ir vecas zvaigznes. Šī iezīme ir raksturīga lielākajai daļai spirālveida galaktiku.

Elipsveida galaktika

Elipsveida galaktika ir galaktika, kurai ir elipsoīda (elipses 3D forma). Šāda tipa galaktikas dominē Visumā, īpaši galaktiku kopās. Tās forma var būt no apļa, elipses un cigāra formas. Hubeļa secībā šo formu var attēlot kā klasi :

E0 (apļa forma)
E53 (elipses forma)
E7 (cigāra formas)

Elipsveida galaktikām var būt liels diapazons. Milzu eliptiskās galaktikas var būt vairāk nekā 1 miljonu gaismas gadu lielas, bet mazākās (pazīstamas kā "rūķu eliptiskās galaktikas") ir mazākas par vienu desmito daļu no Piena Ceļa lieluma Eliptiskās galaktikas lielumu var izmērīt kā efektīvo rādiusu, kas nosaka apgabalu, no kura nāk puse tās gaismas. Liela ir arī eliptisko galaktiku masa. Milzu eliptiskās galaktikas masa var sasniegt 10¹³(daudzus triljonus) Saules masu.

Cita veida galaktikas

Lēcveida galaktika ir galaktika, kas redzama diska formā. Noteikt lēcveida galaktikas formu ir grūti, jo tās forma var būt starp spirālveida galaktiku un eliptisku galaktiku. Formu var noteikt, aplūkojot galaktikas centra izliekumu. Ja izliekums ir ļoti spilgts, tā ir spirālveida galaktika.

Hubble sekvence

NGC 1300 ir spirālveida galaktika ar pārloku.

ESO 325-G004 ir eliptiska galaktika

Lēcveida galaktika NGC 5308

Saistītās lapas

Galaktiku saraksts
Tuvāko galaktiku saraksts
Visattālākās lietas
Vietējā grupa
IC 1101: lielākā zināmā galaktika ar aptuveni 100 triljoniem zvaigžņu.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir galaktika?

A: Galaktika ir daudzu zvaigžņu, gāzu, putekļu un tumšās matērijas kopums, ko satur kopā gravitācija.

J: No kurienes nāk vārds "galaktika"?

A: Nosaukums "galaktika" cēlies no grieķu vārda "galaxia", kas nozīmē pienains, un tas ir norāde uz mūsu pašu galaktiku - Piena ceļu.

J: Kā galaktikas turas kopā?

A.: Galaktikas kopā pretēji vispārējai Visuma izplešanās tendencei notur gravitācija. Visuma izplešanās notiek starp galaktiku grupām, nevis to iekšienē.

J: Kādi ir galaktiku veidi?

A: Galaktikas ir dažādu tipu, tostarp eliptiskas, spirālveida un lēcveida galaktikas ar vai bez joslām, kā arī neregulāras galaktikas.

J: Cik zvaigžņu ir aptuveni 1x1024 galaktikās?

A: Aptuveni 1x1024 galaktikās ir vairāk zvaigžņu nekā visos smilšu graudos uz planētas Zeme.

Jautājums: Cik daudz ir novērojamo visumu? A: Novērojamajā Visumā ir vairāk nekā 2 triljoni (1012) galaktiku.